Механизм воздействия уф-излучения искрового разряда и ртутной лампы низкого давления на биологические объекты - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лабораторная работа изучение плазмохимического процесса удаления... 1 59.89kb.
ЭКспериментальное исследование режимов квазистационарного разряда... 1 26.11kb.
1. высокочастотный газовый разряд низкого давления I. I. Общее рассмотрение... 2 330.06kb.
РабСтол: СтКарповТехнМаш 1 98.51kb.
Исследование излучательных характеристик разряда низкого давления... 1 25.97kb.
Конститутивная модель деформирования полиэтилена низкого давления... 1 20.91kb.
Атмосферные катастрофы причины 1 154.17kb.
Влияние плазменной обработки на гигроскопические свойства хлопчатобумажных... 1 22.89kb.
Газоразрядные приборы излучения 4 437.88kb.
Викторина. Что такое «перемещение воздушных масс из области высокого... 1 27.05kb.
Цены на вездеходы полноприводные, плавающие, на шинах низкого давления... 1 171.85kb.
Тест по математике для поступающих в 5 класс 1 24.02kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Механизм воздействия уф-излучения искрового разряда и ртутной лампы низкого давления - страница №1/1

Механизм воздействия УФ-излучения искрового разряда и ртутной лампы низкого давления на биологические объекты.
И.П. Иванова, И.М. Пискарев*, С.В. Трофимова

Нижегородская государственная медицинская академия, нач. лаборатории И.П. Иванова. Н. Новгород, 603005, пл. Минина и Пожарского, 10/1. ivanova.ip@mail.ru

*НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, директор М.И. Панасюк. Москва, 117234, Ленинские горы, д. 1, стр. 2.
Введение. Физические методы воздействия на биологические объекты представляют интерес в связи с тем, что они могут быть использованы для диагностики и лечения различных заболеваний, а также в ходе научных исследований. Ранее было установлено, что искровой электрический разряд вызывает серьезные изменения в обрабатываемых образцах, однако детально характеристики активных факторов разряда и их связь с происходящими изменениями не была установлена. В связи с этим нами была выполнена оптимизация параметров искрового разряда с целью получения максимального химического эффекта в воде, определен состав первичных химически активных частиц, возникающих под действием искрового разряда (ИР) и ртутной лампы низкого давления (РЛНД). Исследованы реакции активных частиц с материалами образцов. Для этого разработана математическая модель процессов под действием ИР и РЛНД, выполнены расчеты реакций в липидах и белках, экспериментально определены характеристики реакций. Установлено, что основным активным фактором ИР является УФ-излучение, а первичными активными частицами, возникающими в жидкости, являются радикалы HO2.

Материалы и методы. Исследовалось излучение самостоятельного искрового разряда (ИР) со следующими параметрами: расстояние между электродами 3 мм, зарядная емкость 3.3 нф, высокое напряжение 11 кВ, частота повторения импульсов 10 Гц. Для сравнения оценивались характеристики излучения ртутной лампы ДБК-9. Химические эффекты в дважды дистиллированной воде исследовались с применением ХЧ реактивов, изменения в биологических объектах (белки, липиды) определялись с по обычным методикам. Кинетика процессов описывалась с помощью системы 19 дифференциальных уравнений накопления и расходования каждого сорта продуктов, участвующих в реакции. Решение системы уравнений осуществлялось с помощью пакета MathCad 14.

Результаты. Характеристики источников активных частиц (генератора ИР и РЛНД) приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика источников УФ-излучения. Указано расстояние от источника излучения до места, где установлен образец.



Искровой разряд




Ртутная лампа низкого давления

Энергия в импульсе

5.9 10-2 Дж




Мощность лампы

9 Дж/с

Частота повторения импульсов

10 Гц




Режим работы

Непрерывный

Максимум сплошного спектра излучения

220 нм




Длина волны излучения

253,7 нм

Поток фотонов на расстоянии 1 см от электродов

1.26 10-10

моль(см2 с)-1






Поток фотонов на расстоянии 3 см от лампы

5.4 10-8

моль(см2 с)-1



Плотность потока энергии на расстоянии 1 см от электродов

(2  0.3) 10-3 Дж(см2 с)-1




Плотность потока энергии на расстоянии 3 см от лампы (по паспорту)

2.6 10-2

Дж(см2 с)-1


Таблица 2. Начальные выходы активных частиц (эксперимент)




Продукт

Искровой разряд

Ртутная лампа низкого давления

HO2

(1.25  0.3) 106 моль(л с)1

(1.1  0.5) 106 моль(л с)1

NO3 + NO2

(5.8  1.6) 107 моль(л с)1

(3.4  1) 10-9 моль(л с)-1

NH4+

(1.7  0.5) 1010 моль(л с)1

(2.5  1.5) 10-8 моль(л с)1

В таблице 2 приведены выходы первичных активных частиц. Из таблиц 1 и 2 видно, что интенсивность УФ-излучения РЛНД в 400 раз превышает интенсивность излучения ИР. Однако выход радикалов HO2 для обоих источников практически одинаков. Выход кислотных остатков под действием ИР на два порядка больше, чем РЛНД. Это связано с разницей в спектрах излучения. Рассчитанные концентрации активных частиц в дистиллированной воде, накапливающихся после 600 секунд обработки ИР представлены в таблице 3. Видно, что озон и перекись водорода образуются, но их концентрация мала, ниже предела обнаружимости. Это связано с разрушением озона и перекиси водорода в реакциях с активными частицами. Гидроксильные радикалы тоже образуются, но их концентрация на 2 порядка меньше, чем HO2, поэтому они не играют заметной роли.

Таблица 3. Концентрации активных частиц в воде через 600 секунд после начала обработки искровым разрядом (расчет).

Активная

частица


Концентрация, моль/л

t = 600 с






Активная

частица


Концентрация, моль/л

t = 600 с



HO2

5.97 107




N2O3

5.39 1013

N2O

2.48 105




HNO2

2.43 105

O

4.43 1011




N2O4

2.07 1010

H2O2

1.66 106




HNO3

1.23 103

O3

1.03 106




O2

6.94 108

NO

4.28 109




ONOO

1.53 106

NO2

1.53 109




OH

3.91 109

Обсуждение. На основе найденных характеристик искрового разряда рассчитывалось перекисное окисление липидов. Установлено, что под действием ИР непосредственно окисляются ненасыщенные жирные кислоты, насыщенные кислоты вовлекаются в окисление на стадии продолжения цепи. Изменение концентрации диеновых конъюгатов зависит от предыстории образца: от концентрации уже накопленных диеновых конъюгатов. В зависимости от начальной концентрации конъюгатов она может уменьшаться, оставаться на одном уровне или увеличиваться. Если при данной концентрации конъюгированных диенов под действием ИР их концентрация уменьшается, то при сильном уменьшении интенсивности внешнего воздействия концентрация диенов начнет расти.



Сравнение антимикробных свойств ИР и РЛНД показало, что для них работают разные механизмы. Для микроорганизмов, способных непосредственно поглощать УФ-излучение, наибольшей эффективностью обладает РЛНД. Для микромицетов, на которые РЛНД влияет очень слабо, действует другой механизм, который обеспечивается ИР: электрический пробой мембраны клетки. Пробой возникает вследствие уменьшения рН среды под действием излучения ИР.

Заключение. Таким образом, знание состава первичных активных частиц, их выхода и применение математической модели для расчета последующих реакций в образце позволяет получать более полную информацию о превращениях в биологических объектах под действием физических факторов.




Можно ли это считать внутренней цензурой, если цензура у писателя в одном месте? Станислав Ежи Лец
ещё >>